功率转换器和旋转电机制造技术

一种功率转换器，外部引线框架从半导体模块引出，并且弯曲以与冷却器分离。外部引线中的每个具有终端。每个外部引线框架的终端从沿着外壳的第二表面延伸的虚拟平面突出。连接器引线各自包括设置在外壳中的内部部分和从外壳引出并且弯曲以与冷却器分离的外部部分。每个连接器引线的外部部分具有终端。每个连接器引线的外部部分的终端从虚拟平面突出。

【技术实现步骤摘要】
功率转换器和旋转电机
本公开涉及多个功率转换器，该多个功率转换器各自包括外壳和安装在外壳中的至少一个半导体模块，并且还涉及各自包括所述多个功率转换器中的至少一个的旋转电机。
技术介绍
例如，日本专利公告第5774207号公开了一种配备有具有更高的可靠性和更容易的组装工作的控制装置的旋转电机。在日本专利公告第5774207号中公开的常规的旋转电机包括控制装置，该控制装置包括功率模块组件和控制电路单元。功率模块组件固定到安装有转子和定子的壳体，并且包括功率转换器，该功率转换器用于在定子的绕组与设置在旋转电机外部的直流(DC)电源之间执行功率转换。可操作控制电路单元以控制功率转换器。功率模块组件包括功率模块，该功率模块包括：构成功率转换器的开关元件；以及环形外壳，在所述环形外壳中结合有功率模块。功率模块组件还包括固定到外壳的散热片，并且被配置成冷却功率模块。功率模块包括连接到开关元件的第一电极的第一引线框架，以及连接到开关元件的第二电极的第二引线框架。功率模块还包括连接到开关元件的第三电极的第三引线框架。环形外壳包括彼此相对的第一开口和第二开口。散热片装配在第一开口中。环形外壳还包括电源连接器和信号连接器。电源连接器一体地模制到外壳，并且信号连接器接合到第三引线框架以电连接到第三引线框架。
技术实现思路
遗憾的是，制造专利公告第5774207号中公开的旋转电机需要使第三引线框架接合到外壳内的信号连接器。用于接合第三引线框架与信号连接器的工具，诸如用于焊接第三引线框架与信号连接器的工具，需要经由第二开口插入到外壳中。为了防止连接工具的插入而与外壳的第二开口的周边发生干涉，外壳需要具有更大面积的第二开口，从而导致外壳的尺寸增大。因此，这会导致专利公告第5774207号中公开的旋转电机的尺寸增大。鉴于如上所述的情况，本公开的一个方面寻求提供功率转换器和旋转电机，其中每一个被设计成解决如上所述的问题。具体地，本公开的替代方面旨在提供这样的功率转换器和这样的旋转电机，其中每一个具有更小的尺寸。根据本公开的第一示例性方面，提供了一种用于在外部直流电源和旋转电机的定子线圈之间执行功率转换的功率转换器。功率转换器包括：具有相对的第一表面和第二表面的外壳；以及包括至少一个半导体元件并具有预定表面的半导体模块。半导体模块配置在外壳中以面对外壳的第一表面，并且构造成执行功率转换。功率转换器包括配置成与半导体模块的预定表面直接或间接地表面接触的冷却器。功率转换器包括从半导体模块引出并弯曲以与冷却器分离的多个外部引线框架。外部引线框架中的每个具有终端。每个外部引线框架的终端从沿着外壳的第二表面延伸的虚拟平面突出。功率转换器包括多个连接器引线，所述连接器引线各自包括设置在外壳中的内部部分和从外壳引出并且弯曲以与冷却器分离的外部部分。连接器引线中每个的外部部分具有终端。每个连接器引线的外部部分的终端从虚拟平面突出。功率转换器包括接合部分，在该接合部分处，每个外部引线框架的终端接合到连接器引线中对应的一个的外部部分的终端。功率转换器包括盖构件，该盖构件从外壳的第二表面延伸直到冷却器，以覆盖外部引线框架、连接器引线的外部部分、接合部分。功率转换器包括填充在外壳、冷却器与盖构件之间限定的空间中的树脂填料。在根据第一示例性方面的功率转换器中，外部引线框架中每个的终端从沿着外壳的第二表面延伸的虚拟平面突出，并且连接器引线中每个的外部部分的终端从虚拟平面突出。每个外部引线框架的终端接合到连接器引线中对应的一个的外部部分的终端。也就是说，每个外部引线框架的终端与连接器引线中对应的一个的外部部分的终端之间的连接部位于外壳的外部。这消除了确保具有通过外壳的较大面积的开口的需要，从而造成功率转换器在外部引线框架和连接器引线中每个的延伸方向上具有较短的长度。这使得功率转换器具有较小的尺寸。在根据本公开的第二示例性方面的功率转换器中，半导体模块包括树脂模制封装件，在所述树脂模制封装件中模制有至少一个半导体元件。这促成半导体模块的较小尺寸。根据本公开的第三示例性方面的功率转换器的半导体模块包括：被冷却器经由半导体模块的预定表面冷却的冷却部分；以及配置在冷却部分中并且具有比每个外部引线框架更大的厚度的内部引线框架。上述构造使得从半导体模块的至少一个半导体元件产生的热量能够经由内部引线框架被有效地传递到冷却器。在根据本公开的第四示例性方面的功率转换器中，至少一个半导体元件包括彼此串联连接的至少一对第一半导体元件和第二半导体元件。至少一对第一半导体元件和第二半导体元件中的第一半导体元件是连接到直流电源的正端子的上臂开关元件。至少一对第一半导体元件和第二半导体元件中的第二半导体元件是连接到直流电源的负端子的下臂开关元件。上述构造使得内部引线框架和外部引线框架的数量能够减少，从而导致半导体模块的尺寸减小。在根据本公开的第五示例性方面的功率转换器中，半导体模块具有与预定表面不同的相对表面。外部引线框架包括：从半导体模块的相对表面中的一个引出的第一组外引部线框架；以及从半导体模块的相对表面中的另一个引出的第二组外部引线框架。上述构造使得具有高电位差的第一组外部引线框架和第二组外部引线框架能够分离到半导体模块的不同的相对侧面。这提高了半导体模块的外部引线框架的可靠性。根据本公开的第六示例性方面的功率转换器还包括插置在半导体模块的预定表面和冷却器之间的绝缘构件。绝缘构件具有比树脂填料高的热导率。上述构造使得从半导体模块产生的热量能够经由绝缘粘合剂被有效地传递到冷却器，进而有效地冷却半导体模块。在根据本公开的第七示例性方面的功率转换器中，盖构件具有接合到外壳的第二表面的第一端部部分和接合到冷却剂的第二端部部分。盖构件的第一端部在该第一端部的尖端处具有第一配合部分，并且外壳的第二表面具有在该第二表面中形成的第二配合部分。盖构件的第一端部的第一配合部分装配在外壳的第二表面的第二配合部分中。上述构造使得盖构件的整个空间具有迷宫式结构，进而能更可靠地防止填充在盖构件的整个空间中的树脂填料从盖构件的内部泄漏。在根据本公开的第八示例性方面的功率转换器中，盖构件用作外壳的一部分以支撑半导体模块。上述构造促成功率转换器的尺寸减小。根据本公开的第九示例性方面，提供了一种旋转电机，包括：转子；设置成面向转子的定子；可旋转地支撑转子并支撑定子的框架；以及功率转换器，该功率转换器用于在外部直流电源与定子的定子线圈之间执行功率转换的功率转换器。功率转换器包括：具有相对的第一表面和第二表面的外壳；以及包括至少一个半导体元件并具有预定表面的半导体模块。半导体模块配置在外壳中以面对外壳的第一表面，并且构造成执行功率转换。功率转换器包括配置成与半导体模块的预定表面直接或间接地表面接触的冷却器。功率转换器包括从半导体模块引出并弯曲以与冷却器分离的多个外部引线框架。外部引线框架中的每个具有终端，并且每个外部引线框架的终端从沿着外壳的第二表面延伸的虚拟平面突出。功率转换器包括多个连接器引线，所述连接器引线各自包括设置在外壳中的内部部分和从外壳引出并且弯曲以与冷却器分离的外部部分。连接器引线中每个的外部部分具有终端，并且每个连接器引线的外部部分的终端从虚拟平面突出。功率转换器包括接合部分，在该接合部分处，每个外部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率转换器，用于在外部直流电源和旋转电机的定子线圈之间执行功率转换，所述功率转换器包括：外壳，所述外壳具有相对的第一表面和第二表面；半导体模块，所述半导体模块包括至少一个半导体元件并且具有预定表面，所述半导体模块配置在所述外壳中以面对所述外壳的所述第一表面，并且构造成执行所述功率转换；冷却器，所述冷却器配置成与所述半导体模块的所述预定表面直接或间接地表面接触；多个外部引线框架，多个所述外部引线框架从所述半导体模块引出并弯曲以与所述冷却器分离，多个所述外部引线框架中的每个具有终端，每个所述外部引线框架的所述终端从沿着所述外壳的所述第二表面延伸的虚拟平面突出；多个连接器引线，多个连接器引线各自具有：内部部分，所述内部部分配置在所述外壳中；和外部部分，所述外部部分从所述外壳引出并弯曲以与所述冷却器分离，所述连接器引线中每个的所述外部部分具有终端，每个所述连接器引线的所述外部部分的所述终端从所述虚拟平面突出；接合部分，在所述接合部分处，每个所述外部引线框架的所述终端接合到所述连接器引线中对应的一个的所述外部部分的所述终端；盖构件，所述盖构件从所述外壳的所述第二表面延伸到所述冷却器，以覆盖所述外部引线框架、所述连接器引线的所述外部部分、所述接合部分；以及树脂填料，所述树脂填料填充在所述外壳、所述冷却器与所述盖构件之间限定的空间中。...

【技术特征摘要】
2015.12.18 JP 2015-2479351.一种功率转换器，用于在外部直流电源和旋转电机的定子线圈之间执行功率转换，所述功率转换器包括：外壳，所述外壳具有相对的第一表面和第二表面；半导体模块，所述半导体模块包括至少一个半导体元件并且具有预定表面，所述半导体模块配置在所述外壳中以面对所述外壳的所述第一表面，并且构造成执行所述功率转换；冷却器，所述冷却器配置成与所述半导体模块的所述预定表面直接或间接地表面接触；多个外部引线框架，多个所述外部引线框架从所述半导体模块引出并弯曲以与所述冷却器分离，多个所述外部引线框架中的每个具有终端，每个所述外部引线框架的所述终端从沿着所述外壳的所述第二表面延伸的虚拟平面突出；多个连接器引线，多个连接器引线各自具有：内部部分，所述内部部分配置在所述外壳中；和外部部分，所述外部部分从所述外壳引出并弯曲以与所述冷却器分离，所述连接器引线中每个的所述外部部分具有终端，每个所述连接器引线的所述外部部分的所述终端从所述虚拟平面突出；接合部分，在所述接合部分处，每个所述外部引线框架的所述终端接合到所述连接器引线中对应的一个的所述外部部分的所述终端；盖构件，所述盖构件从所述外壳的所述第二表面延伸到所述冷却器，以覆盖所述外部引线框架、所述连接器引线的所述外部部分、所述接合部分；以及树脂填料，所述树脂填料填充在所述外壳、所述冷却器与所述盖构件之间限定的空间中。2.根据权利要求1所述的功率转换器，其特征在于，所述半导体模块包括树脂模制封装件，在所述树脂模制封装件中模制有至少一个所述半导体元件。3.根据权利要求1或2所述的功率转换器，其特征在于，所述半导体模块还包括：冷却部分，所述冷却部分被所述冷却器经由所述半导体模块的所述预定表面冷却；以及内部引线框架，所述内部引线框架配置在所述冷却部分中，并且具有比每个所述外部引线框架更大的厚度。4.根据权利要求1至3中任一项所述的功率转换器，其特征在于，至少一个所述半导体元件包括彼此串联连接的至少一对第一半导体元件和第二半导体元件，所述至少一对第一半导体元件和第二半导体元件中的所述第一半导体元件是连接到所述直流电源的正端子的上臂开关元件，所述至少一对第一半导体元件和第二半导体元件中的所述第二半导体元件是连接到所述直流电源的负端子的下臂开关元件。5.根据权利要求1至4中任一项所述的功率转换器，其特征在于，所述半导体模块具有与所述预定表面不同的相对表面，所述外部引线框架包括：第一组外部引线框架，所述第一组外部引线框架从所述半导体模块的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：磯贝伸男，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：日本,JP